Universidad de Colima FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA POSGRADO INTERINSTITUCIONAL EN CIENCIAS PECUARIAS

EVALUACION DE TRATAMIENTOS ALCALINOS SOBRE LA CALIDAD NUTRICIONAL DE SUBPRODUCTOS LIGNOCELULOSICOS

TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

DOCTOR EN CIENCIAS PECUARIAS PRESENTA:

0.05) sobre el contenido de FDA, ni de lignina detergente ácido. La digestibilidad in vitro de la materia seca no fue afectada (P > 0.05) por NaOH ni por urea. La digestibilidad in vitro de la materia orgánica, fue incrementada (P < 0.05) por ambos tratamientos alcalinos. El tiempo de preservación no modificó (P > 0.05) la composición química del ensilaje, la digestibilidad de la MO fue incrementada después de 45 días de ensilaje. Se observó una tendencia (P < 0.10) a interacción entre los tratamientos con el tiempo de preservación con el contenido de FDN y la digestibilidad in vitro de la materia seca. Se concluye, que el tratamiento alcalino mejora la digestibili-

Resumen /Absfrad..4

dad de la materia orgánica del bagazo de caña ensilado disminuyendo el contenido de FDN sin afectar los niveles de FDA y LDA y que con tiempos superiores a los 45 días es de esperarse la mejor respuesta a los tratamientos. Finalmente en el experimento 5 se determinó el efecto del tratamiento alcalino con NaOH o urea sobre la degradación ruminal del bagazo de caña, se utilizaron dos vacas Holstein x criollo (300 kg) con cánula permanente en el rumen (10 cm D.I.), en las cuales fueron introducidas bolsas de dacrón conteniendo bagazo de caña de azúcar (53, mg de MS/mm2) que recibió uno de tres tratamientos: 1) agua para lograr 40% de humedad, preservado en microsilos durante 15 días, abierto y molido con criba de 2 mm; 2) adicionado con solución acuosa de NaOH (4% de la MS del bagazo); o solución acuosa de urea (4% de la MS del bagazo). Se introdujeron al rumen de las vacas, 45 bolsas de nylon, 15 por cada uno de los tratamientos y en grupos de nueve (tres por tratamiento); fueron sacadas del rumen a cinco tiempos de incubación diferentes (8, 24, 48, 72 y 96 horas). Nueve bolsas (tres por tratamiento) fueron inmersas en agua para calcular la solubilidad. El tratamiento con NaOH incrementó (PcO.05) tres veces la porción soluble y degradable de la MS y FDN del bagazo de caña. El tratamiento con urea incrementó en un 35% la degradación ruminal de la MS y FDN del bagazo de caña utilizando la técnica de la bolsa de nylon. Se concluye que la adición de 4% de urea y 15 días de conservación son suficientes para mejorar el valor nutricional del bagazo de caña, el tratamiento con NaOH es más efectivo para mejorar la digestibilidad.

ABSTRACT There were developed fíve assays for the evaluation of sodium hydroxide and urea as treatment en both the effect in preservartion

in form of silage as well -as

Resumen /Abstract...5

its digestibility of two lignocelulosic by-products of the agroindustry: corn stover and sugar cane bagasse. In experiment 1, the effect of 4% NaOH solution and ammonia (via hydrolysis of urea at 3% of free N) was evaluated on the nutrient content and digestibility of dry matter of corn stover (RM), as well as its evolution throughout the time of storage in plastic bags.

Storage con-

templated the following times: 0, 5, 10, 15, 30, 45, 80, and 95 days, upon opening samples of each was used to determine, dry matter, total ash, pH, NDF, ADF, ADL, and in vitro digestibility (DMS). Both treatments tended to increase pH (P < 0.05), remaining high during al1 storage times. Also, true protein, NDF, and N-fi-ee extract were lowered by NaOH (P < 0.05), however, this treatment increased total ash, crude protein, and DMS throughout storage (P < 0.05). Ammonia on the other hand, increased pH, crude protein, and fat (P < 0.05), but reduced the N-free extract, and in combination with time increased organic matter, true protein, and reduced ADF (P < 0.05) content. Also this treatment augmented the DMS after 30 days of storage. In conclusion, treatments increased DMS and some of the nutrients contained in the com stover. Then in experiment 2, the alkali treatments were shown to improve the nutritional quality of fee$ containing high levels of lignin, but little published information exist on its effect during storage of com stover. Com stalk was ground at 25 mm and treated with a 5% urea solution and keeping humidity levels of: 20, 25, 30, and 35%. Treated material was stored in plastic bags for 1,8, 15,22, and 29 days. Upon storage com stover was reground to 5 mm and evaluated for: dry matter, NDF, ADF, crude protein, and NNP. Also, in situ degradation of dry matter was determined. Humidity leve1 at storage affected the nutrients (P < 0.05). The treatment with urea reduced NDF content (mean 55%; P < 0.05), but slightly increased total N (P~0.05).

Dry matter degrada-

tion and NDF were reduced at 22 days (P 0.05). El coefíciente de DMS fue más alto con el NaOH y más bajo con la urea, respecto al tratamiento testigo (P < j 0.01). Después de 10 días de almacenamiento el RM tratado con urea presentó el nivel más alto de MO y el NaOH el más bajo (I’ < 0.05) pero. este se vio disminuido a los 45 días. Durante la conservación el contenido de PC varió con el tiempo, aumentando con urea y disminuyendo con NaOH, comparado con el testigo (Gráfica 2; P < 0.05). El tratamiento con NaOH aumentó el contenido de FC los primeros 30 días de almacenamiento y después se redujo (P < 0.05). El contenido de grasa disminuyó a 0.24% y 0.41% con NaOH y urea, respectivamente. Las cenizas fueron elevadas al inicio de la conservación y disminuyeron al avanzar el tiempo (P < 0.05). El contenido de proteína verdadera disminuyo por la interacción NaOH x tiempo, pero con la urea fue errática (P < 0.05). El NaOH tendió a aumentar el contenido de FDN durante los primeros 15 días de conservación con valores de hasta 71.13% y una subsecuente disminución hasta 59.9% (Gráfica 3; P <

Resubdm.. 42

.05). La hidrólisis de la urea redujo la FDN desde el inicio y permaneció bajo Gráfica 3; P< 0.05; promedio de 66.51% a los 95 días) . La FDA aumentó con NaOH y bajo con urea (Gráfica 4; P < 0.05). La digestibilidad de la MS se redujo a medida que avanzaba el tiempo de conservación (Gráfica 5; P < 0.05).

Resultados..43

Cuadro 1. Efecto de tratamientos alcalinos sobre la composición química próximãl del rastrojo de maíz. Parámetro Tratamiento

MO

FC

EE

Cenizas

PH

Testigo (sin tratar)

88.82

30.19

0.39b

11.18

6.66c

NaOH

87.13

29.57

0.75a

12.87

10.21a

Urea

84.34

29.13

0.61a

12.66

8.57b

a,b. Literal distinta por columna deno@ diferencia estadística (P < 0.05)

Resuhdos.. 44

Cuadro 2. Efecto de tratamientos alcalinos sobre la composición química próxima1 del rastroj de maíz. Parámetro Tratamiento

PV

FDN

FDA

Dig.MS

Testigo (sin tratar)

1 .SOb

73.29

48.24b

48.24b

NaOH

2.50a

67.27

46.93b

65.62a

Urea

1.27~

71.79

52.49a

37.6Ob

a,b. Literal distinta por columna denota di[erencia estadística (f’ c 0.05)

Gráfica 1. Efecto del tratamiento alcalino sobre el pH del rastrojo de maíz

10

9.5

9

8.5

I

I P a

7.5

7

6.5

6 0

10

20

30

40

50 Tiempo

60 (días)

70

ao

90

100

+ Sin tratamiento + NaOH -)-Urea

l

Gráfica 2. Tratamiento alcalino sobre el contenido de proteína cruda del rastrojo de maíz

10

20

30

40

50 Tiempo (días)

60

70

80

90

100

Gráfica 3. Evolución de paredes celulares del rastrojo de maíz tratado con agentes alcalinos

80

.

75

4c

* v

* v

* v

l

70 ô ò65

60

55

50 0

I 1

4 I

I I

I I

I I

I I

I I

I 1

I 1

I

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tiempo (días)

Ix

.

,,,

,,,

,,,

Gráfica 4. Evolución del contenido de FDA en el rastrojo de maíz tratado con alcalis

60

T

55 1

50 gs ; 4s i? 40 35 30 20

30

40

50 Tiempo (días)

80

90

100

(sqp) odual

odumg la ua z!eur ap o[oJ$sel lap eaas e!m)ew eI ap OJJ!A ’ u! pep!i!qgsaSjp el wqos ouyeale o)uayue)e.r+ lap 0~x3~3 ‘s ea!Jtj.ig

Resubdox..

50

1 Experimento 2 El nivel de humedad entre 20 y 35% no afectó (P > 0.05) la degradación ruminal de Ja materia seca, con independencia del tiempo de preservación. No se encontró (P > 0.05) interacción entre el nivel de humedad y el tiempo de preservación del rastrojo de maíz tratado con urea. La digestibilidad in situ de la materia seca presentó un incremento lineal (r = 0.98, P < 0.01) de 1% de digestibilidad por día, durante los primeros 15 días que el rastrojo de maíz estuvo en contacto con la solución de urea, con un aumento de un 26% (P < 0.05) al día 15 con respecto al día 1 (54.25

VS

68.37%), no observandose mejoría (P > 0.05) con el aumento en el tiempo de preservación hasta los 29 días (68.67

VS

64.94), en el cuadro 3 aparecen los

valores promedio observados en cada uno de los distintos tratamientos. La digestibilidad in situ de FDN fue aumentada linealmente en 1.65% por día (r = 0.92; P < O.Ol), durante los primeros 15 días de exposición tratamiento, con un aumento (P < 0.05) en un 85% de los valores observados a los 15 días con respecto al primer día (30.53

VS

53.66) la prolongación de la pre-

servación de los materiales hasta el día 29, no tuvo efecto (P > 0.05) en la degradación ruminal de FDN (53.66

VS

48.51%), en el cuadro 4 se presentan los

valores promedio de cada uno de los tratamientos. El nivel de humedad modificó (P > 0.05) la degradación ruminal de FDN, pero se observó una tendencia (P < 0.10) para una interacción entre el nivel de humedad y el tiempo de preservación, donde el nivel de 30% de humedad tendió a mejorarla degradación ruminal de FDN a los 8 y los 29 días de preservación. El nivel de proteína cruda del ensilado, fue más alto (P < 0.05) al inicio del proceso de conservación, desapareciendo el efecto al día 15, con valores

Resuhzdos..

51

medio de 9.68, 8.73 y 9.05 para los días 1, 15 y 29 de preservación. El nide humedad no afectó (P > 0.05) la concentración de proteína cruda, pero observó una tendencia (P < 0.10) a una interacción entre humedad y tiempo de preservación, con el 25% de humedad se presentaron valores mayores de PC en los días 1 y 29 (Cuadro 5). El contenido de fibra detergente neutro del rastrojo de maíz tratado con i urea, no fue afectado (P > 0.05) por el tiempo de preservación ni por el nivel de humedad, no encontrándose (P > 0.05) interacción entre ambos factores (Cuadro 6). Similar situación se observó en el contenido de fibra detergente ácida (Cuadro 7)

.

Resultados.. 52

Cuadro 3. Efecto del tiempo de conservación y de la humedad inicial sobre la degradación in situ de la materia seca.

Tiempo de conservación (días) Humedad (%) 1

8

15

22

29

20

53.34a

62.12ab

68.32b

56.59a

62.44b

25

55.56a

59.74ab

68.89b

55.71a

64.29b

30

52.68a

62.88ab

67.14b

55.00a

69.43b

35

55.45a.

62.04a

69.11b

59.1 la

63.59ab

ab.- literal diferente por renglón denota diferencia estadística (P < 0.05).

Resuhdos . . 5 3

Cuadro 4. Efecto de los tratamientos sobre la degradación ruminal de la fibra detergente neutro.

Tiempo de conservación (días) Humedad (%) (%) ii Humedad

1

8

15

22

29

20

28.61a

37.73a

51.81b

38.19a

45.79ab

25

32.31a

30.95a

55.41b

38.90a

48.03ab

30

26.34a

44.56ab

53.25b

38.35a

55.42b

35

34.843

37.56a

54.15b

43.23ab

44.8Oab

ab.- literal diferente por renglón denota diferencia estadística (P < 0.05).

Resultados.. 54

/ Cuadro 5. Efecto de los tratamientos sobre la concentración de proteína cruda de rastrojo de maíz tratado con amoniaco vía hidrólisis de la urea.

Tiempo de conservación (días) Humedad

(%)

1

8

15

22

29

20

9.78b

9.37a

9.26a

8.48a

8.95a

25

10.09a

lO.Ola

8.92a

9.26a

9.63a

30

9.47a

10.1 la

8.64a

9.92a

8.93a

35

9.39ab

10.63b

8.08a

8.63a

8.69a

ab.- literal diferente por renglón denota diferencia e&xktica

(P < 0.05 j.

Resulladox.. 5 5

Cuadro 6. Efecto de los tratamientos sobre la concentración de FDN de rastrojo de maíz tratado con urea.

\

Tiempo de conservación (días) a 1

8

15

22

29

20

54.23

50.48

55.43

53.47

57.26

25

55.97

51.31

56.92

57.23

57.11

30

54.53

54.76

57.41

55.66

55.38

35

57.29 ,

51.15

54.96

52.83

54.44

: Humedad (%)

a.- no se encontró diferencia estadística (P > 0.05).

Resultados... 5 6

Efecto de los tratamientos sobre la concentración de FDA de rastrojo de maíz tratado con urea.

Tiempo de conservación (días) a

;

Humedad (%)

1

8

15

22

29

20

36.97

39.46

36.91

34.27

39.01

25

35.39

41.09

35.97

35.65

37.29

30

36.21

40.61

36.99

37.33

37.85

35

34.25

38.33

36.98

34.15

36.76

a.- no se entró diferencia estadística (P > 0.05).

Resultados.. 57

erimento 3 La degradación promedio de la MS (Gráfica 6) del rastrojo de maíz fue 3%mayor (56.31

VS.

39.34%; P < 0.05) con el tratamiento de hidróxido de

dio comparado con el testigo, en cambio con la urea este aumento solo fue de 18% (P < 0.05). El tratamiento con NaOH presentó tanto en FDA (41.86 VS.

21.70%; Gráfica 7; P < 0.05), como en FDN (62.24 VS. 46.01%; Gráfica 8;

P < 0.05) más elevada que la del rastrojo sin tratamiento alcalino. En cambio el tratamiento con urea mostró un aumento (P < 0.05) de 37% en la degradación promedio de la fibra FDA y de 16% en el caso de la FDN. La porción soluble de la MS aumentó un 48 y 32% (Cuadro 8; P < O.OS), respecto al rastrojo sin tratar, cuando fue tratada con NaOH y urea, respectivamente. En cambio la fracción degradable se elevó un 153.67 y 50% (P < 0.05) con los mismos tratamientos. Por otro lado, la porción no degradable se : ;, redujo (P < 0.05) de un 75.61 y 33% con NaOH y urea, respectivamente. Sin ; embargo, la constante de degradación (%/h) aumentó 80.48% (P < 0.05) con : el tratamiento con hidróxido de sodio y disminuyó un 20% con la urea. Por otro lado, la porción soluble de la FDN aumentó un 17 (Cuadro 9; P < 0.05) y 5.27% (P > 0.05) con el NaOH y urea respectivamente. Pero la porción degradable de la misma se elevó en 165 y 74% (P < 0.05) para los mismos tratamientos.

Además de disminuir la porción no degradable en 86 y

37% (P < 0.05) con NaOH y urea. La constante de degradación aumento ligeramente con el NaOH (P > 0.05), pero se redujo de 41% (P < 0.05) al tratarlo con urea. La porción soluble de la FDA aumentó un 163% (Cuadro 10; P < 0.05) con el tratamiento con hidróxido de sodio y de 35% (P > 0.05) con urea. La fracción degradable aumento un 81% (P < 0.05) con NaOH Y de 14% con la

Resultados.. 5 8

solución de urea. En cambio, la no degradable disminuyó en un 40.5% 0.05) con NaOH y ligeramente

(P <

(P > 0.05) con urea. La constante de degrada-

ción aumentó con ambos tratamientos alcalinos (P < 0.05), respecto al rastrojo sin tratar.

Resultados.. 59

. Cuadro 8. Efecto del tratamiento alcalino sobre la cinética de degradación de materia seca del rastrojo de maíz tratado con urea. Tratamiento Parámetro

Testigo

NaOH

Urea

Porción soluble, %

25.32a

37.48b

33.67b

degradable, %

19.32a

49.02~

28.98b

no degradable, %

55.36a

13.5oc

37.34b

2.05a

3.70b

2.65~

Constante de degradación, %/h

a,b,c,- literal diferente por linea indica diferencia estadística (P < 0.05).

Resuhdos . . 60

Cuadro 9. Efecto del tratamiento alcalino sobre la cinética de degradación de FDN del rastrojo de maíz. Tratamiento Parámetro

Testigo

NaOH

Urea

Porción soluble, %

35.62a

41.68b

37.50a

degradable, %

19.64a

52.07b

34.22~

no degradable, %

44.73a

6.25b

28.28~

2.16a

3.67b

2.83~

Constante de degradación, %/h

a,b,c.- literal diferente por línea indica diferencia estadistica

(P < 0.05).

Resuhdm.. 6 1

Cuadro 10. Efecto del tratamiento alcalino sobre la cinética de degradación de FDA del rastrojo de maíz. Tratamiento Parámetro

Testigo

NaOH

Urea

Porción soluble, %

4.87b

12.79a

6.55b

degradable, %

40.13a

72.76b

45.53c

no degradable, %

54.99b

14.45a

47.91b

1.66b

3.71a

2.27b

Constante de degradación, %/h a,b,c.-

literal diferente por linea indica diferencia estadística (P < 0.05).

Gráfica 6. Efecto de tratamiento alcalino sobre la degradación de la MS del rastrojo de maíz

90 80 70 60

II;atamiento

50 Degradación

W)

40 30 20 10 0 0

I I

I I

I I

I I

I I

I I

I I

I I

I I

I I

I I

I I

i

8

16

24

32

40

48

56

64

72

80

88

96

104

Tiempo (h)

1

Gráfica 7. Efecto de tratamiento alcalino sobre la degradación de la FDA del rastrojo de maíz

80 70 60 8 50 c :O g 40 u

130 20

!

10 0 0

8

16

24

32

40

48

56

Tiempo (h)

64

72

80

88

96

104

Gráfica 8. Efecto de tratamiento alcalino sobre la degradación de FDN del rastrojo de maíz

90 80 iz 5 g ‘0 $ p

70 6.

+Sin tratamiento +NaOH

50

+ Urea

40 30 20 10 0 0

8

16

24

32

40

48

56

Tiempo (h)

64

72

80

88

96

104

Resultados..65

Experimento 4

El tratamiento del BC con álcalis aumentaron el contenido de materia seca, cenizas, proteína cruda y grasa cruda (Cuadro ll ; P < O.OS), siendo el tratamiento con urea el que presento el más alto contenido de proteína y menor cantidad de materia orgánica. El pH y el contenido de proteína verdadera de los ensilados fue mas alto con el tratamiento NaOH (Cuadro 12; P < 0.05) y similar entre el testigo y urea. El contenido de FDN fue disminuido (P < 0.05) en 20 % por la adición de NaOH, en tanto que el tratamiento con urea aunque L presentó un valor promedio 12% inferior al control no fue posible detectar 1 pO.05). Ninguno de los tratamientos alcalinos tuvo efecto (PcO.05) sobre el contenido de FDA y lignina detergente ácido. La proteína verdadera contenida en el ensilaje de bagazo de cana fue aumentada (Cuadro 12; PcO.05) por los tratamientos alcalinos. En general la digestibilidad in vitro de la materia seca no fue afectada pO.05) por los tratamientos en los ensilajes una vez que sobrepasaron los 15 días (Gráfica lo), sin embargo a los 5 días de tratamiento con urea presentó valores mayores (P < 0.05) de digestibilidad (Gráfica 10). La digestibilidad in vitro de la materia orgánica, fue incrementada por ambos tratamientos alcalinos, observándose un incremento en dicha respuesta a partir de los 45 días de preservación del ensilaje (Gráfica 9) El tiempo de conservación afecto el valor nutricional del BC, con comportamiento variable en el contenido de los nutrimentos en el tiempo (Gráfica ll, 12,14, 15; Y < 0.05). El pH del ensilado no se vio afectado por la interacción tiempo de conservación x tratamiento alcalino (Gráfica 13; P > 0.05).

Resuhdos.. 66

Cuadro ll. Efecto del tratamiento alcalino sobre la composición químico nutricional del bagazo de caña. MS’

MO

PC

FC

GC

Cenizas

Sin tratar 50.82a

84.64a

2.73a

35.57a

1.09a

3.69a

NaOH

60.95b

80.54b

4.96a

34.56a

1.16a

8.62b

Urea 1

60.16b

76.18~

7.50b

35.48a

1.49b

12.15~

1 MS = Materia seca, MO = Materia orgánica, PC = Proteína cruda, GC = Grasa cruda, y FC = Fibra cruda. a,b,c.

Literal diferente por columna denota diferencia estadística (P < 0.05).

Resuhdos..67

Cuadro 12. Efecto del tratamiento alcalino sobre el pH y la composición químico nutricional del bagazo de caña. Humedad FDN

FDA

LDA

PV

Sin tratar 6.32a

49.17a

85.24a

54.17a

7.7a

1.15a

NaOH

9.72b

39.06b

68.18b

56.61a

7.64a

1.97b

Urea

6.60a

39.83b

74.7Oab

52.90a

7.82a

1.79b

pH

-

a,b,c. Literal diferente por columna denota diferencia estadística (P < 0.05). 1 FDN = Fibra detergente neutro, FDA = Fibra detergente ácido, LDA = Lignina detergente ácido, y PV = Proteína verdadera.

Gráfica 9. Digestibilidad in vitro de la materia orgánica

85

65

60 0

10

20

30

40

50 Tiempo(días)

60

70

80

90

100

Gráfica 10. Digestibilidad in vitro de la materia seca

-e-Sin tratamiento -)- NaOH -f- Urea

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tiempo (días)

,, ,,.

,,,,

O.OS), pero disminuyo en un 36.69% con urea (1) < 0.05). La fibra FDA mostró un incremento en la porción soluble con los tratamientos alcalinos (Cuadro 15; 1’ < 0.05), al igual que la fracción degradable

Resultodos.. 76

(5.23, 73, y 25.09% para el tratamiento testigo, NaOH y urea, respectivamente). La porción no degradable disminuyó 96.9% y 24.33% (P < 0.05) con el tratamiento con NaOH y urea, respectivamente. La constante de degradación fue diferente para los tratamientos, con un aumentó de 8.18% con NaOH y 2.09% con la aplicación de la solución de urea (P < 0.05).

Resultados.. 77

Cuadro 13. Efecto del tratamiento alcalino sobre la cinética de degradación de

materia seca del bagazo de caña. Tratamiento Parámetro

_

Testigo

NaOH

Urea

Porción soluble, %

11.68a

34.55b

19.41c

degradable, %

14.52a

58.85b

17.92~

no degradable, ?/o

73.80a

6.60b

62.67~

1.24a

4.42b

2.37~

Constante de degradación, %/h

z,b,c.- literal diferente por línea indica diferencia estadística (P r. 0.05).

Resultadox..

Cuadro 14. Efecto del tratamiento alcalino sobre la cinética de degradación de FDN del bagazo de caña. Tratamiento Parámetro

Testigo

NaOH

Urea

Porción soluble, %

12.88a

40.70b

21.56~

degradable, %

19.42a

56.84b

22.44~

no degradable, %

67.70a

2.46b

55.99c

1.67a

5,Olb

Constante de degradación, %/h

ab.c.- literal diferente por línea indica diferencia estadística (P. 0.05).

3.52~

Resuhdos.. 79

Cuadro 15. Efecto del tratamiento alcalino sobre la cinética de degradación de FDA del bagazo de caña. Tratamiento Parámetro

Testigo

NaOH

Urea

Porción soluble, % degradable, % no degradable, % Constante de degradación, %/h

5.92a

24.2410

7.69c

73.00b

25.09~

88.84a

2.75b

67.22~

O.lla

l.Olb

0.34c

5.23a

a,b,c.- literal diferente por linea indica diferencia estadística (P < 0.05).

Gráfica 16. Efecto de tratamiento alcalino sobre la degradación de

MS de bagazo de caña

90 80 70 g ; 60 :g 50 D g 40 p

30

0

!

I I

I 1

I I

I I

n I

I I

I I

I I

n I

0

8

16

I I

24

32

I I

, I

40

1

48

56

64

72

80

88

96

104

Tiempo (h)

j

,

.,

,,

,

,

., *

Gráfica 17. Efecto de tratamiento alcalino sobre la degradación

de FDA de bagazo de caña

+-Sin

tratamiento

-w--NaOH -t-Urea

-10 -16

24

32

40

48 Tiempo

56 (h)

64

72

80

88

96

104

0 N,

0

Discusión... 83

VII. DISCUSIÓN

Experimento 1 En la presente observación el aumento en el contenido de PC del RM tratado con vía hidrólisis de la urea pudo haber sido el resultado de la adición de NNP por el tratamiento con urea, resultados similares fueron observados por Rivera (1987) con cañuela de maíz, además de otros investigaciones con bagazo de caña tratado con urea (Estrada y Elizondo, 1996) o tratamientos con amoniaco (Martínez et al., 1985). La disminución en el contenido de proteína verdadera probablemente fue el resultado de la liberación de la proteína estructural por efecto de los tratamientos, arrastrada por la humedad y la evaporación. Esquive1 (1987) observó un fenómeno similar al tratar el bagazo de caña con urea. Por otro lado, el NaOH redujo la PC pero aumentó la PV tal vez al causar el rompimiento de la pared celular liberando el NNP e incrementando el contenido de MO, lo que permitió una concentración de la proteína verdadera. La reducción de la fracción FC concuerda con lo descrito por Esquive1 (1987) para el bagazo de caña tratado tanto con NaOH como con urea. Ambos tratamientos alcalinos colaboraron a reducir de manera significativa el contenido de FDA, coincidiendo con lo observado por Merlos et al., (1987). El contenido de cenizas totales tendió a aumentar con los tratamientos, observación similar a lo reportado por Estrada y Elizondo (1996). El tratamiento del RM con NaOH disminuyó la cantidad de FDN aumentando ligeramente la FDA, efecto conjunto de tiempo y txatamiento. Dicha fracción fue menor con urea. El tratamiento con NaOH y urea provocaron un aumento en la DMS de manera similar a los datos de los trabajos de Esqui-

Di.wsión..84

ve1 (1987).

Experimento 2 Los resultados obtenidos en este trabajo en relación a la digestibilidad in situ de la materia seca son cercanos a los observados por Das y Kundu (1994), quienes tratando paja de trigo con 4% de urea y 35% de humedad, observaron un 20% de mejoría en la digestibilidad in situ de la materia seca con valores de 55.16 y 66.12% para la paja sin y con urea, respectivamente. Por otro lado Cloete y Kritzinger (1984a) tratando paja de trigo con 5% de urea y 37.5% de humedad observaron un incremento de 17% de la digestibilidad aparente de la MS, requiriéndose de dos semanas para que se hiciera manifiesto el ’ efecto de tratamiento, mismo que se estabilizó después de ese período. Cloete y Krotzinger (1984b) observaron un aumento de 24% en la digestibilidad aparente de paja de trigo tratada con 4% de urea, en este trabajo el efecto sobre la digestibilidad de FDN en RM fue de 85%, quizá debido a que este residuo de cosecha esté menos lignifícado que la paja de trigo. En el segundo trabajo no se encontraron cambios significativos en el contenido de FDN y FDA en RM por defecto del tratamiento , en el tiempo de y la humedad, de manera similar a los observado por Haddad et al., (1995) en observaciones sobre paja de trigo con 3% de urea. Finalmente Zaman y Owen (1995) tratando paja de cebada con 3% de urea y Verdín et al., (1997) con rastrojo de maíz con urea obtuvieron resultados equivalentes a los de la presente observación. Experimento 3 El valor de RM de 44.6% de degradación de la MS obtenido después de 48 hr es muy próximo al 49.4% reportado por Adebowale y Nakashima (1992) que experimentaron con rastrojo de maíz con 4% de NaOH, observando un incremento de 39% a las 22 hr. Por otro lado Phipps et al., (1990) observaron

Discrcsih... 8 5

un aumento de un 70% en la digestibilidad aparente de paja de cebada tratada con una solución de 4% de NaOH, mientras que Saadullah et al., (1982) encontraron un incremento en la digestibilidad de la MS de paja de arroz que explicaría los resultados en la presente observación. Un aumento similar en la digestibilidad de FDN con el NaOH fue publicada por Ramírez et al., (1991) con pata de sorgo utilizando borregos y por Haddad et al., (1995) con paja de trigo en vaquillas. Posteriormente tratamientos de pasto Guinea con una solución de urea mostraron un aumento en la digestibilidad aparente de FDN en ovinos (Brown y Adjei, 1995). Otros trabajos previos de Cloete y Kritzinger (1984) también observaron al tratar la paja de trigo con urea una mejora en la degradación ruminal de FDA, con el tratamiento NaOH, como la resultante en el presente experimento, que es en esos términos es similar a la reportada en otros trabajos con residuos de cosecha. A su vez Ramírez et al., (1991) reportaron una mejora en la digestibilidad aparente, en ovejas de la FDA de pata de sorgo. Por su parte Phipps et al., (1990) mostraron un aumento de 6 1% en la digestibilidad aparente de FDA de paja de cebada tratada con 4% de NaOH. Trabajos previos de Haddad et al., (1995) con paja de trigo en vaquillas Holstein, obtuvieron resultados similares a los anteriores. Todo ello permite explicar los resultados del tratamiento con urea que tuvo un aumento menor (de 4186 y 37% para NaOH y urea, respecto al testigo sin tratar, respectivamente) debido probablemente al efecto sobre la degradación in situ de FDA. Comportamiento similar al observado por Cloete y Kritzinger (1984a) quienes utilizaron paja de trigo tratada con 5% de urea, observando una diferencia de 14% en la digestibilidad aparente de FDA con borregos- Por otro lado Brown y Adjei (1995) presentaron un 6% de incremento al tratar heno de pasto Guinea con urea. Trabajos que demostraron la mejora en la degradación in situ del ras-

Dkcusión... 86

trojo de maíz tratado con urea debido a un mayor aumento en la desaparición de FDN comparada con la tasa de respuesta de FDA. Resultado diferente al observado en el presente trabajo con el tratamiento NaOH, en donde se muestra un efecto de promoción de la degradación ruminal similar tanto para FDN como FDA, atribuible a la agresividad del tratamiento sobre los enlaces lignocelulósicas. Experimento 4 El aumento en el valor de proteína cruda con el tratamiento de urea en 4.7% de la presente observación fue similar a la discutida por Haddad et al., (1995) quienes observaron un incremento de 3.7% al agregar una solución de 3% de urea a la paja de trigo. A su vez Brown y Adjei (1995) reportaron un aumento de 4.3 a 10.5% en proteína cruda al tratar heno de pasto Guinea con

una solución de 4% de urea, permitiendo argumentar que los incrementos ob’ servados en el presente trabajo se encuentran dentro de los rangos de formación de proteína por la fijación del NNP de la urea. La disminución en el contenido de FDN con el tratamiento alcalino ha sido demostrado anteriórmente aplicado sobre esquilmos. Abedowale y Nakashima en 1992 observaron una disminución de 10.7% en el contenido de FDN al tratar rastrojo de maíz con una solución de 4% de NaOH. Haddad et al., (1995) midieron un 5.7% de reducción en el contenido de FDN de paja de trigo tratada con 3% de NaOH, estos trabajos coinciden con el 65 al 68% de disminución en FDN encontrado en el presente estudio cuando se utilizo el bagazo de cana con NaOH. El 75 a 85% de reducción en el contenido de FDN observado con el tratamiento con la solución de urea es comparable a lo observado por Haddad et

Discusión.. 87

al., (1995) con paja de trigo. En cambio, Brown y Adjei (1995) no apreciaron efecto en el contenido de FDN del heno de pasto de Guinea con el tratamiento con una solución de 4% de urea, necesitando incrementar en un 8% para lograr una disminución de 1.6%, La diferencia de estructura de las paredes celulares de las diferentes pajas pudiera explicar la diferencia entre resultados. El tratamiento alcalino de este experimento, no mostró afecto en el contenido de FDA. Abedowale y Nakashima (1992) tampoco observaron efecto alguno del tratamiento de NaOH sobre las paredes celulares en el rastrojo de maíz, Por su parte Zaman y Owen (1995) tampoco reportaron efecto de una solución de 3% de urea o NaOH sobre la FDA de paja de cebada. Igualmente, Haddad et al., (1995) no encontraron efecto de 3% de urea o NaOH en paja de trigo. Esto demuestra probablemente la inhabilidad del álcali para desdoblar los enlaces lignoceluloliticos en estos tratamientos. Resultados similares fueron encontrados por Brown y Adjei (1995) con la adición de una solución acuosa de 4,6, o 8% de urea a heno de pasto Guinea. Por otro lado, la concentración de lignina en el bagazo de cana no se vio modificada por la adición de la solución de urea, ni por NaOH. Abedowale y Nakashima (1992) tampoco observaron cambios en este parámetro al tratar con NaOH el rastrojo de maíz. Brown y Adjei (1995) no observaron cambios sobre pasto Guinea cuando se adiciono urea, sin embargo Haddad et al., (1995) reportaron un 55% de disminución en el contenido de lignina de paja de trigo por efecto del tratamiento con una solución de 3% de urea, sin que la adición de NaOH la afectara. Probablemente como discutimos con anterioridad la variación en el número y locación de los enlaces celulosa hemicelulosa de los diferentes vegetales dan características diferentes de paredes celulares. Un aspecto en que parecen comportarse igual los diferentes residuos lignoce-

Diwusih.. 8 8

i lulósicos es, una disminución en el contenido de hemicelulosa como respuesta al tratamiento con urea o con hidróxido de sodio. En el caso del bagazo de caña, si se toma el valor de FDN-FDA como estimado de hemicelulosa, el contenido sería de 3 1, 22 y 12% para testigo, urea y NaOH respectivamente. El aumento en la digestibilidad in vitro de MO del bagazo de cana, tratado con urea o NaOH, coincide con lo observado por Kategile et al., (1981) con rastrojo de maíz tratado con hidróxido de sodio, y por Brown y Adjei (1995) en heno de pasto Guinea tratado con urea.

Experimento 5 El efecto de los tratamientos alcalinos mejora los parámetros de degradación del bagazo de cana similares a los encontrados con diferentes ingredientes lignocelulosicos por Abedowale y Nakashima (1992) que reportaron un aumento de 39% en la degradación in situ de la MS del rastrojo de maíz al ser éste tratado con NaOH con una incubación de 72 hr. Por otra lado Ng’ambi y Campling (199 1) reportaron incrementos en 36, 24 y 13% de la digestibilidad aparente in vivo de la MO de las pajas de cebada, trigo y avena, respectivamente al tratarlas con NaOH. Garrett et al., (1974) encontraron un aumento del 32% en la digestibilidad de celulosa con borregos, como efecto del tratamiento NaOH en paja de arroz. Otro trabajos de Ramírez et al. (1991) observaron un aumento de 13 y 16% sobre la digestibilidad in vivo de FDN y FDA de pata de sorgo. Phipps et al. (1990) con paja de cebada tratada con 4% de NaOH un 6 1% de aumento en la digestibilidad de FDA. Este efecto fue atribuido a la ruptura de enlaces entre la lignina y hemicelulosa, lo que permite el acceso de enzimas microbianas a los hidratos de carbono estructurales, aumentando así la utilización de los componentes de la pared celular que posibilita la liberación del contenido celular. Los resultados obtenidos en el presente

Discudn... 89

experimento, muestran que los tratamientos incrementaron la degradación de FDA, con aumento de 2.9 y 8.7 (urea y NaOH, respectivamente) comparados con el testigo. Los rangos de respuesta se encuentran cercanos a los publicados con anterioridad por Merlos et al. (1987) con un tratamiento de 4% de NaOH que observaron un aumento de 53% en la digestibilidad in vivo de la MS con un 61% de la FDN de la ración. La porción degradable de FDA del BC se incremento con los tratamientos. La misma tendencia fue observada por Ramírez et al., (1991) en la digestibilidad aparente (in vivo) de FDA y FDN, al tratar pata de sorgo con NaOH. Donefar y Pathirama (1976), trataron 14 muestras de bagazo de cana procedentes de cuatro países adicionando NaOH con un aumento en 62% de la digestibilidad in vitro de la celulosa. No obstante existe poca información publicada sobre el efecto del tratamiento de bagazo de cana con urea sobre las fracciones de fibra. Hadjipanayitou, (1982) observó un aumento del 26% de la digestibilidad aparente de la MS y MO de la paja de cebada con una aplicación de 4% de urea en solución acuosa. Williams and Innes, (1983), trataron paja de cebada con urea observando un aumento de 13% de la digestibilidad in vitro de MS, en tanto que utilizando dietas mezclando heno y paja de cebada tratada con urea o sin tratar, calcularon la mejoría de la digestibilidad aparente de la paja de cebada en un 44%. La mejora de un 35 de la digestibilidad de la MS y FDN del bagazo de caña, por efecto del tratamiento con urea, de la presente observación se ubica en el rango de resultados probables como los discute Males (1987) en una revisión sobre el tema, ‘donde propone un 38% de mejoría como la respuesta promedio de diferentes pajas al tratamiento con amoniaco. Los valores de degradación ruminal de MS y FDN de dos a tres veces mayores que el control observados con el tratamiento con NaOH, son superio-

Conclusiones... 9 1

VIII. CONCLUSIONES. Experimento 1 El contenido de FDA y FDN disminuyó con el tratamiento de NaOH al 4%. El contenido de proteína bruta aumentó con la adición de urea. La digestibilidad de la MS fue más alta con el tratamiento de hidróxido de sodio. El efecto del tratamiento alcalino se incrementó durante la conservación. Experimento 2 El contenido de fibra detergente neutro y fibra detergente ácida del rastrojo de maíz tratado con urea no es afectado por el tiempo de preservación ni por el nivel de humedad. Son necesarios 15 días de preservación del rastrojo de maíz tratado con solución de urea, para obtener un mayor beneficio del tratamiento sobre la digestibilidad in situ de la materia seca y la fibra detergente neutro. Con niveles de humedad entre el 20 y el 35% es de esperarse respuestas similares en valores de digestibilidad in situ del rastrojo de maíz tratado con . urea Experimento

3

La cinética de degradación resultó positivamente afectada por el tratamiento con NaOH. En conclusión, el tratamiento con álcalis aumenta la cantidad de rastrojo de maíz degradado a nivel ruminal y disminuye la porción no degradable del mismo. Experimento 3 Los tratamientos con NaOH y urea mejoraron el valor nutricional del bagazo de caña de azúcar.

Conchsiont3...

92

El tratamiento alcalino del bagazo de caña mejoró la digestibilidad in vitro de la materia seca. El contenido de componentes de paredes celulares del bagazo de caña fue afectado por el tratamiento alcalino y el tiempo de conservación. Experimento 5 El tratar con NaOH el bagazo de caña mejoró la calidad nutricional de este, al afectar la cinética de degradación de sus componentes estructurales y así aumentar la disponibilidad del contenido celular para su uso por la microbiota ruminal.

Literatura cita&..93

IX. LITERATURA CITADA /

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